一种电机、控制电路板及应用该电机的引擎冷却模组的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体的是涉及一种电机、控制电路板及应用该电机的汽车引擎的冷却模组。

【背景技术】

电机的控制电路往往包括电源控制电路和信号控制电路，其中，电源控制电路用于控制电流的通断，从而控制电机的停止、运转；信号控制电路用于控制电机其他因素或反馈其他信息。传统技术中，电源控制电路和信号控制电路通常集成在不同的电路上。

电机，例如是汽车引擎冷却模组的电机常常处于高温的工作环境。所以电路板往往采用耐燃烧的材料，例如fr-4等级的耐燃烧材料。而耐燃烧材料具有不易燃烧的优点，也具有导热性能不佳的缺点。

技术实现要素：

为改善电机的散热，本发明的一方面提供一种电机，包括定子和转子，所述定子包括控制模块和散热器，所述控制模块包括电路板和安装于电路板上的发热电子元器件，所述电路板的背面靠近并朝向所述散热器，所述电路板的正面安装所述发热电子元器件，所述电路板内部在正对所述发热电子元器件的位置镶嵌有金属导热件，所述金属导热件沿所述电路板的厚度方向延伸用于将所述元器件产生的热量从所述电路板的正面传导到所述电路板的背面。

作为本发明的一种改进，所述金属导热件为铜块。

作为本发明的一种改进，所述金属导热件贯穿所述电路板的正面和背面，且金属导热件的一端与所述发热电子元器件导电接触，金属导热件的另一端与所述散热器之间为导热但不导电连接，用于传递所述发热电子元器件产生的热量至散热器。

作为本发明的一种改进，所述电路板的背面通过导热绝缘粘合剂粘接到所述散热器。

作为本发明的一种改进，所述电路板的绝缘基板用fr-4等级的材料制成，所述金属导热件内嵌在所述绝缘基板。

作为本发明的一种改进，所述电机的控制模块仅仅使用一块电路板，所述电路板具有用于电源控制的电路模块以及用于信号控制的电路模块。

作为本发明的一种改进，所述定子包括定子座，所述定子座包括用于支撑定子磁芯的支撑座，所述支撑座与所述散热器扣合安装并在其中形成收容腔，所述收容腔收容所述电路板。

作为本发明的一种改进，所述电机为永磁外转子电机，所述定子包括定子座、安装到所述定子座的定子磁芯、绕制到所述定子磁芯的定子绕组；所述转子包括转动地安装到所述定子座的转轴、固定套设到所述转轴的盖子状的转子外壳、固定到所述转子外壳内壁的永磁体；所述转子外壳的环状侧壁环绕所述定子磁芯，所述永磁体安装到所述环状侧壁的内壁。

本发明所提供的电机可适用于到引擎冷却模组，所述引擎冷却模组包括框架和叶轮，所述电机安装到所述框架用于驱动所述叶轮。

本发明的另一方面提供了一种控制电路板，包括绝缘基板、若干安装于绝缘基板上的发热电子元器件及散热器，所述绝缘基板包括正面和背面，所述发热电子元器件安装于所述绝缘基板的正面，所述散热器位于所述绝缘基板的背面，所述绝缘基板内部正对所述发热电子元器件的位置镶嵌有金属导热件，所述金属导热件贯穿所述绝缘基板，且金属导热件的一端与所述发热电子元器件导电接触，金属导热件的另一端与所述散热器之间为导热但不导电连接，用于传递所述发热电子元器件产生的热量至散热器。

作为本发明的一种改进，所述绝缘基板的背面可通过导热绝缘粘合剂粘接到所述散热器。

本发明改善了电路板的散热效果，改善了电机的散热。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的一种电机的示意图；

图2显示了图1所示电机的内部结构；

图3是图1所示电机的定子座的侧面示意图；

图4是图3所示定子座的纵剖示意图；

图5是图1所示电机使用的电路板及其散热器的剖面示意图；

图6是本发明另一个实施例的电机使用的电路板及其连接器的示意图；

图7是应用本发明电机的汽车引擎的冷却模组的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参考图1，本实施例提供的电机100是永磁无刷外转子电机，包括转子30和定子50。

定子50包括由导磁材料制成的定子磁芯51、绕设到定子磁芯51的定子绕组53、用于给定子绕组53供电的连接器55、用于支撑定子磁芯51的定子座57、安装到定子座57的散热器71以及控制模块。散热器71由金属导热材料如铜或铝制成。连接器55安装到定子座57，用于连接外部电源(图中未显示)。

转子30包括转轴31、固定套设到转轴31的盖子状的转子外壳33、安装到转子外壳33内壁的若干永磁体35。盖子状的转子外壳33包括环状侧壁33a以及位于环状侧壁33a一个轴向端部的底部33b，底部33b固定套设到转轴31以能够随着转轴31转动，环状侧壁33a以转轴31为中心环绕转轴31。永磁体35安装到环状侧壁33a的内壁。本实施例中，底部33b可设若干近似于扇形的通孔33c，该若干通孔33c环绕转轴31分布，以使得外部空气可进入电机100内部从而冷却定子磁芯51和定子绕组53，以改善电机100散热效果。转子外壳33底部33b设若干安装位，用于将电机转子30固定至叶轮220(见图7)从而使得电机转子30可驱动风扇转动。

参考图2，转轴31通过两个轴承32可转动地安装到定子座57。定子座57设有筒状的支撑柱63，支撑柱63内设有对应的两个轴承位65用于安装轴承32。如此，转子31可相对于定子座57转动。

定子磁芯51包括环形的轭部51a、从环形轭部51向外延伸的若干定子齿51b。定子绕组53绕制到定子齿51b。定子磁芯51及其定子绕组53固定安装到定子座57。

定子座57包括扣装在一起的支撑座61和散热器71，支撑座61具有上述的支撑柱63。

参考图3和图4，控制模块包括电路板81和安装于电路板上的若干发热电子元器件91。本实施例中，支撑座61、散热器71分别作为定子座57的上壳、下壳。支撑座61、散热器71扣装在一起，并在其中形成收容腔用于收容电路板81和若干发热电子元器件91，连接器55连接到电路板81从而与电路板81上的发热电子元器件91电连接。

参考图5，电路板81的背面贴靠散热器71以便于散热；电路板81的正面焊接有若干元器件91，例如金属-氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。可以理解地，元器件91工作时会发热，成为发热源。电路板81的绝缘基板811用耐燃烧材料形成，例如fr-4等级的耐燃烧材料。

为改善散热效果，电路板81的绝缘基板内嵌有金属导热件，在本实施例中，金属导热件为铜块83，铜块83沿电路板81的厚度方向延伸，优选地，铜块83贯穿电路板81的正面和背面，用于将发热电子元器件91产生的热量从电路板81的正面迅速传导到电路板81的背面并通过散热器71进行散热，内嵌式金属导热件可有效改善电路板81沿其厚度方向的导热性能。优选地，铜块83的位置正对着发热电子元器件91的安装位置；铜块83的上端与发热电子元器件91导电接触，铜块83的下端与散热器71不接触。具体的，发热电子元器件91的一个导热脚如mosfet的导热焊盘(thermalpad)可直接焊接至铜块83，这样，mosfet产生的热量可快速传导至铜块83；更优选地，铜块83朝向元器件91的面积大于元器件91的面积，以便于尽可能地接收、传递元器件91散发出来的热量。优选地，一个mosfet可对应设置一个金属导热件83。可以理解地，如果多个mosfet的导热脚连接在一起，则该多个mosfet可共用一个金属导热件。

电路板81的背面通过导热绝缘粘合剂85粘贴到散热器71，导热绝缘粘合剂85具有填缝的作用，尽可能地填充电路板81与散热器71之间的空隙，提高了电路板81与散热器71之间的传导功能。导热绝缘粘合剂85位于金属导热件83与散热器71之间，从而金属导热件与散热器71不接触，并可用来电绝缘金属导热件83与散热器71。

优选地，电机100只有一块电路板81，从而简化了结构，降低了装配成本。该电路板81可集成电源控制以及信号控制，相应地，连接器55集成有与电源连接的端子、与信号源连接的端子。

参考图6，作为一种替换方案，电路板81可连接两个连接器，即，电源连接器55a和信号连接器55b。

参考图7，为应用本发明电机的汽车引擎的冷却模组200。该引擎冷却模组200包括框架210、叶轮220和电机100。框架210包括矩形或圆形外框212、设置在外框212中心位置的内框214以及若干连接在外框212、内框214之间的支撑部216。电机100安装到内框214并用于驱动叶轮220。由于应用了本发明的电机100，该引擎冷却模组200散热性能好，冷却效果好，使用寿命长。

本发明还提供了一种控制电路板，可参考图5，该控制电路板包括绝缘基板811、若干安装于绝缘基板811上的发热电子元器件91及散热器71。绝缘基板811包括正面和背面。发热电子元器件91安装于绝缘基板911的正面。散热器71位于绝缘基板811的背面。绝缘基板811内部正对发热电子元器件91的位置镶嵌有金属导热件83。金属导热件83贯穿绝缘基板811，且金属导热件83的一端与发热电子元器件91导电接触，金属导热件的另一端与所述散热器71之间为导热但不导电连接，用于传递所述发热电子元器件91产生的热量至散热器。绝缘基板811的背面通过导热绝缘粘合剂85粘接到散热器71。导热绝缘粘合剂85位于金属导热件83与散热器71之间，用来电绝缘金属导热件83与散热器71，从而金属导热件83与散热器71之间形成导热但不导电接触。该控制电路板81通过金属导热件83将发热电子元器件91产生的热量迅速传导到绝缘基板811的背面并通过散热器71进行散热，散热良好，使用寿命长。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。